Модельное управление квадрокоптерами с поворотными роторами
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2015.23.4.131-146
Аннотация
Рассматривается квадрокоптер с поворотными роторами, который обеспечивает независимое управление по углам ориентации и скорости, что позволяет не прибегать к установке дополнительного оборудования, необходимого для наведения на желаемую точку устанавливаемых на квадрокоптер камер или лазерных дальномеров. Описаны работа системы и предложенный алгоритм управления на основе метода нелинейной обратной динамики, функционально расширенного за счет псевдоуправления методом хеджирования, что снижает влияния динамики актуатора на контур управления. Предложенный метод внедрен в алгоритм управления, влияние которого на качество работы системы продемонстрировано результатами моделирования.
Об авторах
Г. Шольц
Институт оптимизации систем, г. Карлсруэ.
Германия
Германия
Шольц Георг, научный сотрудник.
Г. Ф. Троммер
Институт оптимизации систем (г. Карлсруэ), Университет ИТМО (С-Петербург).
Германия
Германия
Троммер Герт Ф., доктор наук, профессор.
Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением»
Список литературы
1. K. Alexis, G. Nikolakopoulos, and A. Tzes. Model predictive quadrotor control: attitude, altitude and position experimental studies. Control Theory Applications, IET, 6(12):1812–1827, Aug 2012.
2. S. Bouabdallah and R. Siegwart. Full control of a quadrotor. In Intelligent Robots and Systems, 2007. IROS 2007. IEEE/RSJ International Conference on, pp. 153–158, Oct 2007.
3. F. Holzapfel. Nichtlineare adaptive Regelung eines unbemannten Fluggera¨tes. PhD thesis, Technische Universita¨t Mu¨nchen, 2004.
4. A. Isidori. Nonlinear Control Systems. Springer Verlag, Third edition, 1995.
5. E. N. Johnson. Limited Authority Adaptive Flight Control. PhD thesis, Georgia Institute of Technology, 2000.
6. N. Kim. Improved Methods in Neural Network-based Adaptive Output Feedback Control, with Applications to Flight Control. PhD thesis, Georgia Institute of Technology, 2003.
7. J. E. Gentle. Matrix transformations and factorizations. In Matrix Algebra, Springer Texts in Statistics, pp. 173–200. Springer New York, 2007.
8. I. Kola´r, P. W. Michor, and J. Slova´k. Natural operations in differential geometry. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1993.
9. T. Kru¨ger. Zur Anwendung neuronaler Netzwerke in adaptiven Flugregelungssystemen. Dissertation, Technische Universita¨t Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, 2012.
10. O. Meister, R. Mo¨nikes, J. Wendel, N. Frietsch, C. Schlaile, and G. F. Trommer. Development of a Gps/Ins/Mag navigation system and waypoint navigator for a VTOL UAV. vol. 6561, pp. 65611D–65611D–10, 2007.
11. M. Mohd Basri, A. Husain, and K. Danapalasingam. Enhanced backstepping controller design with application to autonomous quadrotor unmanned aerial vehicle. Journal of Intelligent & Robotic Systems, pp. 1–27, 2014.
12. A. Nagaty, S. Saeedi, C. Thibault, M. Seto, and H. Li. Control and navigation framework for quadrotor helicopters. Journal of Intelligent & Robotic Systems, 70(1-4):1–12, 2013.
13. A. Nemati and M. Kumar. Modeling and control of a single axis tilting quadcopter. 2014 American Control Conference, pp. 3077–3082, June 2014.
14. M. Orsag and S. Bogdan. Hybrid control of quadrotor. In Control and Automation, 2009. MED ’09. 17th Mediterranean Conference on, pp. 1239–1244, June 2009.
15. M. Ryll, H. H. Bu¨lthoff, and P. R. Giodano. Modeling and control of a quadrotor uav with tilting propellers // In Robotics and Automation (ICRA), 2012 IEEE International Conference on, pp. 4606 – 4613. IEEE, May 2012.
16. M. Ryll, H. H. Bu¨lthoff, and P. R. Giodano. First flight tests for a quadrotor uav with tilting propellers // IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2013.
Рецензия
Для цитирования:
Шольц Г., Троммер Г.Ф. Модельное управление квадрокоптерами с поворотными роторами. Гироскопия и навигация. 2015;23(4):131-146. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2015.23.4.131-146
For citation:
Scholz G., Trommer G. Model Based Control of a Quadrotor with Tiltable Rotors. Giroskopiya i Navigatsiya. 2015;23(4):131-146. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.2015.23.4.131-146
Просмотров:
6
Послать статью по эл. почте 